2021湖南大學材料科學基礎專業研究生考研考試大綱 正文

一、考試的基本要求
《材料科學基礎》是材料學科的專業基礎課，著重研究材料的成分、制備或加工方法與材料的組織、性能之間的關系以及其變化規律，是發揮材料潛力、充分利用現有材料和研究開發新材料的理論基礎，是考生學習后續相關材料課程和今后從事材料專業的工作基礎課程。
要求考生比較系統地掌握材料科學的基本概念、基礎理論及其應用，系統地理解材料的性能與其成分、組織結構間的內在聯系，具備綜合運用知識分析和解決工程實際問題的能力。

二、考試內容
第1部分  材料的原子結構與鍵合
1. 原子結構與原子的電子結構，原子結構、原子排列對材料性能的影響。
2. 材料中的結合鍵的類型、本質，各結合鍵對材料性能的影響。
3. 原子的堆垛和配位數的基本概念及對材料性能的影響。
4. 顯微組織基本概念和對材料性能的影響。

第2部分  固體結構
1. 晶體與非晶體、晶體結構、空間點陣、晶格、晶胞、晶格常數、布拉菲點陣、晶面間距等基本概念。
2. 晶體晶向指數與晶面指數的標定方法。
3. 晶體結構及類型，常見晶體結構(bcc、fcc、hcp)及其幾何特征、配位數、堆積因子（致密度）、間隙、密排面與密排方向。
4. 合金相結構，固溶體、中間相的基本概念和性能特點。
5. 離子晶體和共價晶體結構，離子晶體的結構規則、典型的離子晶體結構。
6. 聚合物的晶體結構，聚合物材料的組成和結構的基本特征、結晶形態，高分子鏈在晶體中的構象，聚合物材料法晶態結構模型，液晶的結構特征與分類。
7. 玻璃態高聚物的結構與性能；高彈態高聚物的力學性質，高彈性的特點，橡膠彈性對溫度的依賴關系；高聚物的粘彈性力學松弛現象，粘彈性與時間、溫度的關系。熱固性和熱塑性聚合物的概念及材料特性。

第3部分 晶體缺陷
1. 點缺陷的類型，肖脫基空位、弗蘭克爾空位、間隙原子和置換原子，間隙固溶體和置換固溶體等基本概念，離子晶體中的點缺陷特點，點缺陷的平衡濃度、影響因素及其對材料性能的影響。
2. 位錯類型，刃型位錯、螺型位錯、位錯線和滑移線的基本概念，柏格斯回路和柏氏矢量的基本概念及物理意義。
3. 位錯的運動，位錯的滑移、攀移、運動位錯的交割；
4. 位錯的彈性性能，位錯的應力場、應變能、線張力、作用在位錯線上的力、位錯間的交互作用力。
5. 位錯的產生和增殖。
6. 表面及界面，外表面、晶界和亞晶界、孿晶界、相界面、堆垛層錯等基本概念。

第4部分  固體中原子與分子的運動
1. 擴散概念，擴散第一定律、擴散第二定律。
2. 擴散驅動力及擴散機制。
3. 離子晶體中的擴散、聚合物中的擴散機制。
4. 擴散系數、擴散激活能，影響擴散的因素及原理。

第5部分  材料的形變與再結晶
1. 單晶體的塑性變形基本方式和主要特點。
2. 多晶體的塑性變形特點。
3. 單相固溶體和多相合金的塑性變形。
4. 金屬塑性變形的宏觀現象與微觀過程的聯系，金屬晶體中的滑移面和滑移方向等概念。
5. 塑性變形對金屬組織和性能的影響及其材料的強化方法及機制。
6. 回復和再結晶過程及其對材料組織性能的影響。
7. 冷變形金屬在加熱過程中微觀組織結構轉變的基本規律。

第6部分  單元系相圖及純金屬的凝固
1. 相律的基本概念，相平衡的相律解釋。
2. 純晶體的凝固，晶體凝固的熱力學條件，形核、晶體長大過程，凝固動力學及凝固組織。
3. 細化凝固組織的方法。

第7部分  二元系相圖和合金的凝固與制備原理
1. 二元相圖的表示方法。
2. 勻晶、共晶、包晶、偏晶等相圖的結構分析和共析、包析反應等。
3. 二元相圖的平衡結晶過程分析、冷卻曲線。
4. 二元合金中勻晶、共晶、共析、二次相析出的平衡相和平衡組織特點。
5. 杠桿定律及其應用。

湖南大學

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